JP2001047368A - 超砥粒ホイールの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 切削代を小さくして超砥粒ホイールの製作労
力を低減する。 【解決手段】 円形板状の台金２の外周面４に外径の小
さな第一外周面４Ａと外径の大きな第二外周面４Ｂと、
これら二つの外周面４Ａ，４Ｂに連なる段部４Ｃとを形
成した。円環板状の砥粒層６を第一外周面４Ａに嵌合し
て段部４Ｃに載置し、砥粒層６の上面６Ａに面接触する
ように円環板状の金属層１５を第一外周面４Ａに嵌合し
て砥粒層６の上面６Ａに載置した。台金２の第二外周面
４Ｂおよび砥粒層６の外周面および金属層１５の外周面
に面接触するように円環板状のダイ１０を嵌合した。ダ
イ１０の内周面と台金２の外周面４とによって形成され
る円環状の凹部１１にパンチ１２を嵌挿し、金属層１５
を介して砥粒層６を段部４Ｃに押圧した状態で焼結をお
こなった。焼結処理の後、ダイ１０およびパンチ１２を
取り外し、台金上部１６および台金下部１７を旋盤等で
切削してカットした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばガラス板等
の被削材のエッジを丸め加工したり面取り加工する等の
ために用いられる超砥粒ホイールの製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば車両のサイドウインドウ等
に用いられるガラス板のエッジを丸め加工したり、面取
り加工したりする場合、図５および図６に示すような面
取りホイール（超砥粒ホイール）が用いられる。図５は
従来の面取りホイールの縦断面図を示す図であって、ガ
ラス板の研削状態を示す図であり、図６は図５に示す面
取りホイールの１／４円の平面図である。この面取りホ
イール１は、例えば鋼からなる円盤状の台金２にスピン
ドル等が挿入固定される軸穴３が回転軸線Ｏと同軸に形
成されており、台金２の外周面４の全周に亘って凹溝５
が形成され、この凹溝５内に円環状の砥粒層６が嵌合さ
れることによって形成されている。砥粒層６は金属から
なるメタルボンド中にダイヤモンド砥粒が分散配置され
て形成されており、台金２の外周面４上に露出する砥粒
層６の表面６ａの中央部が断面凹曲線形状に切り欠けら
れて研削面７とされている。台金２には回転軸線Ｏ方向
で対向する上面２Ａと下面２Ｂとを貫通して複数のボル
ト穴８が周方向に所定の間隔で窄孔され、図示しない面
取り機に固定する際にボルト穴８にボルトが層通され
る。この面取りホイール１で、例えば図５に示すガラス
板９のエッジ９ａ，９ａを面取り加工する場合、面取り
ホイール１の軸穴３に図示しないスピンドルを装着固定
して面取りホイール１を面取り機で回転させて、砥粒層
６の研削面７でガラス板９のエッジ９ａ，９ａをすり仕
上げや糸面取り等して総形研削加工する。

【０００３】従来、このような面取りホイール１は図７
乃至図８に示すように製作される。図７は従来の面取り
ホイールの製作過程の一例を示すものであって、焼結状
態を示す要部縦断面図である。図７に示すように、先
ず、旋盤等による前加工により、例えば鋼からなる円形
板状の台金２の上面２Ａから下面２Ｂに向かって外周面
４の一部を全周に亘って切削することによって、台金２
の外周面４に段差、すなわち外径の小さな第一外周面４
Ａと外径の大きな第二外周面４Ｂと、これらの二つの第
一および第二外周面４Ａ，４Ｂに連なる段部４Ｃとを形
成する。次に、台金２の第一外周面４Ａおよび段部４Ｃ
に面接触するように円環板状の砥粒層６を第一外周面４
Ａに嵌合して段部４Ｃに載置する。ここで、砥粒層６
は、例えばＣｕ等の金属からなるメタルボンド粉末中に
例えばダイヤモンド等の超砥粒を分散混合した材料を金
型に充填して、パンチ等で加圧成形することによって円
環板状の圧粉体に形成する。なお、砥粒層６の外径は台
金２の第二外周面４Ｂの外径と等しくし、砥粒層６の軸
方向の厚さは少なくとも第一外周面４Ａの軸方向の長さ
よりも小さくしておく。

【０００４】台金２の第二外周面４Ｂおよび砥粒層６の
外周面に面接触するように例えば耐熱鋼からなる円環板
状のダイ１０を嵌合し、ダイ１０の内周面と台金２の第
一外周面４Ａおよび段部４Ｃとによって構成される円環
状の凹部１１を形成する。なお、ダイ１０の軸方向の厚
さは、少なくとも台金２の厚さと等しくしておく。この
凹部１１に、例えば鋼からなる円環板状のパンチ１２の
パンチ嵌挿部１２ａを嵌挿すると共に、パンチ１２の下
面とされる円環状のパンチ押圧面１２Ａによって砥粒層
６の上面６Ａを軸方向に押圧した状態、すなわち砥粒層
６を台金２の段部４Ｃに押圧した状態で焼結をおこな
う。なお、パンチ嵌挿部１２ａの内径は第一外周面４Ａ
の外径と等しくし、外径は第二外周面４Ｂの外径（また
はダイ１０の内径）と等しくしておく。この焼結処理に
よって、砥粒層６を台金２に接合すると共に、砥粒層６
はパンチ１２のパンチ押圧面１２Ａと台金２の段部４Ｃ
とによって狭持される。ダイ１０を取り外した後に、軸
方向にパンチ押圧面１２Ａよりも上側で砥粒層６と干渉
しない部分であって、台金２およびパンチ１２で構成さ
れる上部１３（図７における網線で示す部分）を旋盤等
で切削してカットする。砥粒層６の外周面には例えば放
電加工によって断面凹曲線状の研削面７を全周に亘って
形成し、ボルト穴８を所定の間隔で周方向に窄孔するこ
とによって、図５に示すような面取りホイール１を製作
する。

【０００５】また、図８は従来の面取りホイールの製作
過程の他の一例を示すものであって、台金に砥粒層を装
着した状態を示す要部縦断面図である。この場合、円形
板状の台金２の外周面４の全面を覆うように、台金２の
軸方向の厚さと等しい厚さを有する円環板状の砥粒層６
を外周面４に嵌合し、焼結をおこなって砥粒層６を台金
２に接合する。接合状態の良くない砥粒層６の軸方向の
上端部６ａおよび下端部６ｂ（共に、図８にて網線で示
す部分）を研削加工によって取り除き、この部分には砥
粒層６を軸方向に両側から挟み込むようにして２つの円
環板状の嵌合部材を外周面４に嵌合して、砥粒層６を軸
方向に狭持する。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図７に示す製造方法で
は、焼結処理の後には外周側のダイ１０は取り外すこと
によって繰り返し使用することができるが、台金２の段
部４Ｃと共に砥粒層６を狭持するパンチ１２は消耗品で
あり、台金２の上面２Ａ側の部分と共に削り取られてし
まうため製作コストが高くなるという問題がある。ま
た、台金２およびパンチ１２を切削する際の切削代が大
きいため、製作労力が大きくなるという問題がある。

【０００７】さらに、図８に示す製造方法では、台金２
の上面２Ａ側または下面２Ｂ側の部分を旋盤等で切削し
てカットする必要がなく、パンチ１２を消耗品として消
耗することはない。しかし、砥粒層６の上端部６ａおよ
び下端部６ｂを取り除く際には、砥粒層６に分散配置さ
れているダイヤモンド砥粒等の超砥粒が硬いために切削
加工が困難であり、研削加工を施す必要がある。このよ
うに研削加工の際の研削代が大きいため製作労力が大き
いという問題がある。本発明は上記事情に鑑みてなされ
たもので、切削代を小さくして製作労力を低減すること
ができる超砥粒ホイールの製造方法の提供を目的とす
る。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決して係る
目的を達成するために、請求項１に記載の本発明の超砥
粒ホイールの製造方法は、中心軸線Ｏを有する円盤状の
台金の外周面に砥粒層が装着されてなる超砥粒ホイール
の製造方法であって、金属粉末中に超砥粒を分散混合し
てなる前記砥粒層と、金属粉末からなる円環板状の金属
層とをそれぞれ加圧成形により形成し、前記砥粒層の軸
方向で対向する両面のうちの少なくとも一方の面側に
は、前記砥粒層と同軸に前記金属層を面接触させ、これ
らの前記砥粒層および前記金属層を前記台金の外周面に
嵌合し、前記砥粒層および前記金属層の外周面にダイを
嵌合した後、前記金属層を軸方向に押圧することによっ
て前記砥粒層を圧縮しながら、焼結することを特徴とし
ている。

【０００９】このような超砥粒ホイールの製造方法で
は、砥粒層に面接触する金属層は、砥粒層のように例え
ばダイヤモンド砥粒のような超砥粒が分散配置されてい
ないため、変形し易くなっている。砥粒層の表面は、砥
粒層中に分散配置された超砥粒が表面上から突出する等
によって平坦面状とされていないが、金属層を砥粒層に
面接接触させて押圧すると、砥粒層の当接面の形状に合
わせて金属層が変形するので、砥粒層には均一な圧力が
作用する。こうした状態で焼結することによって砥粒層
には密度ムラが生じず、稠密で均一な砥粒層を製作する
ことができる。さらに、焼結処理の後、砥粒層の軸方向
に対向する２面のうちの少なくとも一方の面は金属層に
よって狭持されているため、金属層に面接触して金属層
を押圧する成形部材は取り外して繰り返し使用すること
ができるので製作コストを削減することができる。ま
た、旋盤等による不要部分の切削時に成形部材を切削す
る必要がないために切削代が小さくなり、製作労力を低
減することができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の超砥粒ホイールの
製造方法の実施形態について図１から図４を参照しなが
ら説明する。本発明に係わる超砥粒ホイールは、例えば
面取りホイールをなすものであって、図１は本発明に係
わる面取りホイールの製作過程を示すものであって、焼
結状態を示す要部縦断面図であり、図２は焼結終了後に
ダイとパンチを取り外した状態を示す要部縦断面図であ
り、図３は旋盤による台金の上下面の切削が終了した状
態を示す要部縦断面図である。なお、上述した従来技術
と同一部分には同じ符号を配して説明を簡略または省略
する。

【００１１】図１に示すように、先ず、旋盤等による前
加工により、例えば鋼からなる円形板状の台金２の外周
面４に段差、すなわち外径の小さな第一外周面４Ａと外
径の大きな第二外周面４Ｂと、これらの二つの第一およ
び第二外周面４Ａ，４Ｂに連なる段部４Ｃとを形成す
る。次に、台金２の第一外周面４Ａおよび段部４Ｃに面
接触するように円環板状の砥粒層６を第一外周面４Ａに
嵌合して段部４Ｃに載置する。ここで、砥粒層６は、例
えばＣｕ等の金属からなるメタルボンド粉末中に例えば
ダイヤモンド等の超砥粒を分散混合した材料を金型に充
填して、パンチ等で加圧成形することによって円環板状
の圧粉体に形成する。さらに、台金２の第一外周面４Ａ
および砥粒層６の上面６Ａに面接触するように円環板状
の金属層１５を第一外周面４Ａに嵌合して砥粒層６の上
面６Ａに載置する。ここで、金属層１５は、例えばＣｕ
等の金属からなるメタルボンド粉末を金型に充填して、
パンチ等で加圧成形することによって円環板状の圧粉体
に形成する。なお、金属層１５の外径は砥粒層６の外径
および第二外周面４Ｂの外径と等しくし、砥粒層６と金
属層１５とによる軸方向の厚さは少なくとも第一外周面
４Ａの軸方向の長さよりも小さくしておく。

【００１２】台金２の第二外周面４Ｂおよび砥粒層６の
外周面および金属層１５の外周面に面接触するように例
えば耐熱鋼からなる円環板状のダイ１０を嵌合し、ダイ
１０の内周面と台金２の第一外周面４Ａおよび段部４Ｃ
とによって構成される円環状の凹部１１を形成する。こ
の凹部１１に、パンチ１２のパンチ嵌挿部１２ａを嵌挿
し、パンチ押圧面１２Ａによって金属層１５の上面１５
Ａを軸方向に押圧した状態、すなわち金属層１５を介し
て砥粒層６を台金２の段部４Ｃに押圧した状態で焼結を
おこなう。この焼結処理によって、砥粒層６および金属
層１５を台金２に接合すると共に、砥粒層６は金属層１
５の下面１５Ｂと台金２の段部４Ｃとによって狭持され
る。ダイ１０およびパンチ１２を取り外した後に、軸方
向に金属層１５の上面１５Ａよりも上側となる台金２の
台金上部１６と、第二外周面４Ｂと軸方向に適宜の厚さ
とを有する台金下部１７とをそれぞれ旋盤等で切削して
カットする。この後、砥粒層６の外周面に研削面７を形
成して図３に示すような面取りホイール１８の形状とす
る。

【００１３】このような本実施形態の超砥粒ホイールの
製造方法では、砥粒層６に面接触する金属層１５は変形
し易いため、パンチ１２を金属層１５に押圧すると砥粒
層６の上面６Ａの形状に合わせて金属層１５が変形し、
砥粒層６には均一な圧力が作用する。この状態で焼結す
ることによって砥粒層６には密度ムラが生じず、稠密で
均一な砥粒層６を製作することができる。さらに、焼結
処理の後、砥粒層６は上面６Ａ側の金属層１５と、下面
６Ｂ側の台金２の段部４Ｃとによって狭持されているた
め、この上さらに、金属層１５を介して砥粒層６をパン
チ１２で狭持する必要はなく、パンチ１２は取り外すこ
とができる。こうしてパンチ１２を繰り返し使用するこ
とができるので製作コストを削減することができる。ま
た、旋盤等によって台金上部１６を切削してカットする
際に、パンチ１２を切削する必要がないために切削代が
小さくなり、製作労力を低減することができる。

【００１４】なお、本実施形態では、台金２の段部４Ｃ
に砥粒層６を載置し、さらに砥粒層６の上面６Ａに金属
層１５を載置するとしたが、これに限定されず、図４に
示す面取りホイールの製作過程の第一変形例として焼結
状態を示す要部縦断面図のように、台金２を円形板状に
形成して例えば耐熱鋼からなる板状の台座１９に載置
し、台金２の外周面４に金属層１５を嵌合して台座１９
に載置し、この金属層１５の上面１５Ａに砥粒層６を載
置し、さらに、この砥粒層６の上面６Ａに金属層１５を
載置しても良い。この場合、焼結処理の後、台金２の上
部１６（図４における網線で示す部分）のみを旋盤等で
切削してカットする。

【００１５】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の本
発明の超砥粒ホイールの製造方法では、砥粒層に金属層
を面接触させて押圧すると、金属層は砥粒層の当接面の
形状に合わせて変形し、砥粒層には均一な圧力が作用す
る。この状態で焼結することによって砥粒層には密度ム
ラが生じることが抑制され、稠密で均一な砥粒層を製作
することができる。さらに、焼結処理の後、金属層を押
圧する成形部材は取り外して繰り返し使用することがで
きるので製作コストを削減することができ、また、旋盤
等による不要部分の切削時に成形部材を切削する必要が
ないために切削代が小さくなり、製作労力を低減するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係わる面取りホイールの製作過程を
示すものであって、焼結状態を示す要部縦断面図であ
る。

【図２】 本発明に係わる面取りホイールの製作過程を
示すものであって、焼結終了後にダイとパンチを取り外
した状態を示す要部縦断面図である。

【図３】 本発明に係わる面取りホイールの製作過程を
示すものであって、旋盤による台金の上下面の切削が終
了した状態を示す要部縦断面図である。

【図４】 本発明に係わる面取りホイールの製作過程の
第一変形例を示すものであって、焼結状態を示す要部縦
断面図である。

【図５】 面取りホイールの縦断面図を示す図であっ
て、ガラス板の研削状態を示す図である。

【図６】 図５に示す面取りホイールの１／４円の平面
図である。

【図７】 従来の面取りホイールの製作過程の一例を示
すものであって、焼結状態を示す要部縦断面図である。

【図８】 従来の面取りホイールの製作過程の他の一例
を示すものであって、台金に砥粒層を接着した状態を示
す要部縦断面図である。

【符号の説明】

１、１８ 面取りホイール ２ 台金 ６ 砥粒層 １０ ダイ １１ 凹部 １２ パンチ １５ 金属層

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸線Ｏを有する円盤状の台金の外周
   面に砥粒層が装着されてなる超砥粒ホイールの製造方法
   であって、 金属粉末中に超砥粒を分散混合してなる前記砥粒層と、
   金属粉末からなる円環板状の金属層とをそれぞれ加圧成
   形により形成し、 前記砥粒層の軸方向で対向する両面のうちの少なくとも
   一方の面側には、前記砥粒層と同軸に前記金属層を面接
   触させ、これらの前記砥粒層および前記金属層を前記台
   金の外周面に嵌合し、前記砥粒層および前記金属層の外
   周面にダイを嵌合した後、 前記金属層を軸方向に押圧することによって前記砥粒層
   を圧縮しながら、焼結することを特徴とする超砥粒ホイ
   ールの製造方法。